CN208402162U - 一种led电源驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED电源驱动电路，属于LED灯领域。旨在提供一种工作稳定可靠的LED电源驱动电路，其技术方案要点是包括EMI滤波整流电路，用于滤除电网的高频脉冲，并输出直流脉动电压；PFC功率因数校正电路，将直流脉动电压转换成400V直流电压输出；半桥电路，可通过调节其开关频率输出恒定电流；恒流控制电路，用于对LED工作电流采样，调节半桥电路的开关频率；辅助电源，为PFC功率因数校正电路和半桥电路单独供电。辅助电源单独给PFC功率因数校正电路和半桥电路供电，保证PFC功率因数校正电路和半桥电路稳定工作。

Description

一种LED电源驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED灯领域，特别涉及一种LED电源驱动电路。

背景技术

LED具有环保、节能、寿命长等优点而被视为21世纪照明光源，现已开始取代传统光源在各种照明灯具上大量应用。但是，由于LED本身特性决定其驱动电源不能与普通白炽灯采用同样的供电电源，以免电压波动导致电流增大从而将LED损坏，因而必须设计新的电源以充分满足LED工作所需驱动要求，从而最大限度的发挥LED的性能，减少故障率。然而，现有各种LED驱动电源的驱动性能却并不理想，影响了LED的推广应用。

目前，公告号为CN101427612B的中国专利公开了一种荧光灯电子驱动器，它包括输入电路，其对输入的具有一定幅度的交流电压进行整流滤波；功率因数校正电路，其对经所述输入电路整流滤波后的电压进一步放大并得到稳定的更高幅度的直流电压，所述功率因数校正电路包括电压比较电路，该电压比较电路设置成当电压过低时停止输出；以及输出控制电路，其接收所述功率因数校正电路输出的直流电压作为其工作电源，为荧光灯提供无输入变压器及无输出变压器的输出；所述输出控制电路提供激励荧光灯的高压，该高压约4-5kV，频率约4-50kc。

这种荧光灯电子驱动器的功率因数校正电路由输入电路直接供电工作，但是由于输入电路的电压电流不稳定，从而导致供给功率因数校正电路的电流电压不稳定，导致功率因数校正电路工作效果不好。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种LED电源驱动电路，其具有通过给PFC功率因数校正电路提供辅助电源单独供电，保证了PFC功率因数校正电路工作稳定性的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种LED电源驱动电路，包括

EMI滤波整流电路，用于滤除电网的高频脉冲，并输出直流脉动电压；

PFC功率因数校正电路，将直流脉动电压转换成400V直流电压输出；

半桥电路，可通过调节其开关频率输出恒定电流；

恒流控制电路，用于对LED工作电流采样，调节半桥电路的开关频率；

辅助电源，为PFC功率因数校正电路和半桥电路单独供电。

通过采用上述技术方案，EMI滤波整流电路接入电网，并对电网的杂波进行过滤，同时消除本电源驱动电路对电网的干扰，并在输出端输出直流脉动电压。直流脉动电压一方面输入辅助电源，辅助电源将直流脉动电压转换成稳定的15V直流电压，增强PFC功率因数校正电路和半桥电路工作的稳定性。PFC功率因数校正电路输入端与EMI滤波整流电路输出端连接，直流脉动电压经过PFC功率因数校正电路转换输出400V直流电压。半桥电路的输入端接入400V直流电压后通过调节其开关频率输出恒定电流，恒流控制电路采集LED的工作电流进行采样从而调节半桥电路的开关频率。

进一步设置：所述恒流控制电路与半桥电路通过光耦合器U1连接，恒流控制电路包括电流采样芯片IC2，电流采样芯片IC2采集的信号通过光耦合器U1反馈给半桥电路。

通过采用上述技术方案，光耦合器U1的输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强。

进一步设置：所述半桥电路包括半桥驱动芯片IC4和两个开关管Q2和Q3，半桥驱动芯IC4片根据光电耦合器U1反馈的信号调节两个Q2和Q3的开关频率。

通过采用上述技术方案，半桥驱动芯片IC4驱动两个开关管Q2和Q3，半桥驱动芯IC4片根据光电耦合器U1反馈的信号调节两个Q2和Q3的开关频率，以针对LED的输入电流变化调节输出电流。

进一步设置：所述半桥驱动芯片IC4采用IRS27952，半桥驱动芯片IC4与开关管Q2内阻结合，控制由于用户因数短路或者开路引起的过流。

通过采用上述技术方案，IRS27952是自振荡半桥驱动器，具有过流保护的作用，可编程软起动时间和频率以及死区时间，IRS27952采用低边开关管的通态电阻提供过电流保护。通过外部的CT/SD引脚将电压下拉使其低于使能电压阈值，IRS27952即可以停止工作。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、辅助电源单独给PFC功率因数校正电路和半桥电路供电，保证PFC功率因数校正电路和半桥电路稳定工作；

2、PFC功率因数校正电路对电源驱动电路进行功率因数校正，输出稳定直流400V电压；

3、IRS27952与开关管Q2和Q3的内阻结合，控制由于用户因数短路或者开路引起的大电流，一百万分之一秒的时间迅速保护，任何情况下都不会烧毁电源，保护半桥电路。

附图说明

图1是实施例中LED电源驱动电路的框图；

图2是实施例中LED电源驱动电路的电路图。

图中，1、EMI滤波整流电路；2、辅助电源；3、PFC功率因数校正电路；4、半桥电路；5、恒流控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种LED电源驱动电路，如图1所示，包括用于滤除电网的高频脉冲和输出直流脉动电压的EMI滤波整流电路1、用于将直流脉动电压转换成400V直流电压的PFC功率因数校正电路3、可通过调节其开关频率输出恒定的半桥电路4、用于采样LED工作电流从而调节半桥电路4开关频率的恒流控制电路5、为PFC功率因数校正电路3和半桥电路4单独供电的辅助电源2。

如图2所示，EMI滤波整流电路1包括保险管F1、压敏电阻10D471、两个串联的共模滤波电感L1和L2，还包括五个电容C1、C2、C3、C4、C5和一个全波整流器，全波整流器由四个二极管D1组成桥式整流电路，全波整流器的中间抽头接地，压敏电阻10D471主要用于保护因电网电压瞬间增大时可能对LED电源驱动电路及LED造成的损坏。EMI滤波整流电路1不仅可以滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少电源本身对外界的电磁干扰。

辅助电源2包括整流二极管D3和滤波电容C14，滤波电容C14负极接地。辅助电源2还包括降压变压器L5，降压变压器L5的原边串联电容C15和二极管整流D5，电容C15上并联一个电阻R26。降压变压器L5的副边串联一个整流二极管D6并在辅助电源2的输出端输出15V直流电压。辅助电源2还包括一个电源开关芯片IC1，电源开关芯片IC1采用GK124，电源开关芯片IC1的1脚和2脚同时接地，3脚接电容C12，电容C12接地，同时引出串联的电阻R23、肖特基二极管D4和整流二极管D7最后接辅助电源2的输出端。IC1的4脚串联电容C13和C23，C23负极接地，正极接辅助电源2的输出端。IC1的5脚、6脚、7脚和8脚接降压变压器L5原边。

PFC功率因数校正电路3包括功率因数校正芯片IC3、电感L3、开关Q1、整流二极管D1和三个滤波电容C5、C6、C7，功率因数校正芯片IC3采用L6561，Q1是一个大功率开关管，能耐400V高压，栅极G是由L6561产生方波信号控制。在D1正极有一脉动电压，通过D1、C6和C7整流后形成400V直流电压。辅助电源2输出的15V直流电压经过R21接入L6561的8脚为L6561供电。L6561的1脚和2脚带有电压比较电路，它能够利用电压比较来控制输出，即输入电压在85～300V之间，优选地在90～300V之间，或优选地在85～280V之间变化都能保证有稳定的输出电压。此外，该电路还可设置成当电压过低时停止输出。由于电路有过流保护及过压保护作用，可防止电网对主路高频瞬态冲击。L6561的3脚带有一乘法器，通过脉宽调制提高效率。L6561脚5带有一电流差放大器，从外部进入电流经过电流检测后达到过流保护。L6561内有OVP电路，有过压保护作用，防止电网对主路高频瞬态冲击。

输入电压的变化经R9、R10、R11分压后加到L6561的3脚，送到内部乘法器。输出电压的变化经R5、R6、R7分压后由L6561的1脚输入，经内部比较放大后，也送到内部乘法器。L6561乘法器根据输入的这些参数进行对比与运算，确定输出端7脚的脉冲占空比，维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下，当输入电压降低，L6561的7脚输出的脉冲占空比变大；当输入电压升高，L6561的7脚输出的脉冲占空比变小。

开关管Q1在L6561的7脚驱动脉冲的控制下工作在开关状态。当Q1导通时，由全波整流器整流后的电压经电感L3、Q1的D-S极到地，形成回路；当Q1截止时，由全波整流器整流输出的电压经电感L3、D2、C6、C7到地，对C6、C7充电。同时，流过L3的电流呈减小趋势，电感两端必然产生左负右正的感应电压，这一感应电压与全波整流器整流后的直流分量叠加，在滤波电容C6、C7正端形成400V左右的直流电压，这样不但提高了电源利用电网的效率，而且使得流过L3的电流波形和输入电压的波形趋于一致，从而达到提高功率因数的目的。

半桥电路4包括两个开关管Q2和Q3、谐振电容C8、半桥驱动芯片IC4和变压器L4，Q2和Q3组成半桥结构，驱动信号是占空比为百分之五十的互补工作模式。变压器L4的副边接两个二极管D8和D9，二极管D8和D9组成带有中心抽头的全波整流电路，输出电压经过输出电容C9和C10输出到恒流控制电路5。

半桥驱动芯片IC4采用IR27952，IRS27952提供过流保护，每路工作频率最高为500kHz，可编程软起动时间和频率以及死区时间。IRS27952采用低边开关管的通态电阻提供过电流保护。通过外部的CT/SD引脚将电压下拉使其低于使能电压阈值，IRS27952即可以停止工作。IR27952驱动两个开关管Q2和Q3，有死区时间并且有50％的固定占空比，可根据反馈信号来调节开关频率，以针对负载和输入电压的变化来调节恒定电流。IRS27952与开关管Q2和Q3的内阻结合，控制由于用户因数短路或者开路引起的大电流，一百万分之一秒的时间迅速保护，任何情况下都不会烧毁电源，保护半桥电路4。

恒流控制电路5包括LED工作电流采样芯片IC2，电流采样芯片IC2采用DK401，IC2将采样信号反馈给光耦合器U1，光耦合器U1将采样信号经过电阻R13传输给IRS27952的2脚来调节半桥电路4的开关频率。辅助电源2输出的15V直流电压分别经由电阻R12和肖特基二极管D12接入IRS27952的1脚；经由二极管D11接入IRS27952的8脚，再经过电容C22接入IRS27952的6脚。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种LED电源驱动电路，其特征在于：包括

EMI滤波整流电路（1），用于滤除电网的高频脉冲，并输出直流脉动电压；

PFC功率因数校正电路（3），将直流脉动电压转换成400V直流电压输出；

半桥电路（4），可通过调节其开关频率输出恒定电流；

恒流控制电路（5），用于对LED工作电流采样，调节半桥电路（4）的开关频率；

辅助电源（2），为PFC功率因数校正电路（3）和半桥电路（4）单独供电。

2.根据权利要求1所述的一种LED电源驱动电路，其特征在于：所述恒流控制电路（5）与半桥电路（4）通过光耦合器U1连接，恒流控制电路（5）包括电流采样芯片IC2，电流采样芯片IC2采集的信号通过光耦合器U1反馈给半桥电路（4）。

3.根据权利要求2所述的一种LED电源驱动电路，其特征在于：所述半桥电路（4）包括半桥驱动芯片IC4和两个开关管Q2和Q3，半桥驱动芯IC4片根据光电耦合器U1反馈的信号调节两个Q2和Q3的开关频率。

4.根据权利要求3所述的一种LED电源驱动电路，其特征在于：所述半桥驱动芯片IC4采用IRS27952，半桥驱动芯片IC4与开关管Q2内阻结合，控制由于用户因数短路或者开路引起的过流。